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Ein Gebirgsmagnetometer.

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1. Zweck d e s A p p a r a t s u n d E i n r i c h t u n g im a l l g e m e i n e n .
Die Starke des Magnetismus, welche in dem Gestein
eines Berges vorhanden ist, lasst sich nach den Storungen
des Erdmagnetismus beurtheilen, welche in der Nahe des
Berges und auf seiner Hohe beobachtet werden. Einer
Kenntniss des absoluten Werthes der erdmagnetischen Kriifte
bedarf man zu diesem Zwecke nicht; vielmehr geniigt es, die
Aenderung zu bestimmen , welche der Erdmagnetismus bei
der Annaherung an den Berg erleidet; man muss also z. B.
den Unterschied der am Fusse des Berges und auf seiner
Spitze gemessenen Werthe der erdmagnetischen Intensitat
kennen.
Zur Priifung des Magnetismus eines Berges eignet sich
daher sehr gut das yon F. K o h l r a u s c h beschriebene kleine
Localvariometer I); ich habe es bei meinen bisherigen Untersuchungen iiber Gebirgsmagnetismus a) als ein ausserordentlich zweckmassiges Insbrument schltzen gelernt , und zwar
besonders deshalb, weil das Beobachtungsverfahren sehr einfach ist und ausserst rasch zum Ziele fiihrt.
Das K ohlrausch’sche Variometer enthalt bekanntlich
eine horizontal bewegliche Magnetnadel, welche auf einem
ziernlich hohen Stativ aufgestellt ist , und einen Magnet,
welcher am Fusse des Stativs in horizontaler Lage so angebracht ist, dass er um das Stativ als Axe in seiner Horizontalebene gedreht werden kann. Wird dieser Magnet so
gestellt, dass sein Nordpol nach Norden, sein Siidpol nach
Siiden gerichtet ist, so stellt sich die Nadel der Bussole
iiber ihm so ein, dass ihr Nordpol nach Siiden, ihr Siidpol
nach Norden zeigt. Dreht man darauf den Magnet horizontal
1)
F. K o h l r a u s c h , Wied. Ann. 29. p. 47. 1886.
2) 0. E. M e y e r , 66. Jahresber. der schles. Ges. f. 1888, Breslau
1889. p. 49; Miinchener Sitzungsber. 19. p. 167. 1889.
490
0.E. Meyer.
urn einen gewissen Winkel aus dem Meridian heraus, so wird
die Magnetnadel durch den Erdmagnetismus, dessen Kraft
nun wieder iiber die Wirkung des Magnets zu iiberwiegen
beginnt, abgelenkt, und man kann aus der Grosse dieser
Ablenkunp auf die Intensitst des Erdmagnetismus, und zwar
seiner horizontalen Componente, am O t t e der Beobachtung
schliessen.
Die Kenntniss der horizontalen Componente allein und
ihrer ortlichen Veranderlichkeit geniigt aber nicht unter
allen Umstanden, urn den magnetischen Zustand einer Bergmasse vollstandig beurtheilen zu konnen. Eine Aenderung
der Horizontalcomponente mit dem Orte kann namlich sowohl durch eine Aenderung der gesammten Intensitat , als
auch durch eine Aenderung der Inclination bedingt sein.
Welche von diesen beiden Moglichkeiten vorliegt, kann durch
das Localvariometer allein nicht entschieden werden, d a es
nur die Horizontalcomponente misst. Man miisste daher
auch noch die Inclination und ihre ortliche Veranderung
messen.
Diesem Uebelstande kann man entgehen und alles wunschenswerthe durch ein und dasselbe Instrument erreichen,
wenn man das K o h l r a u s c h ’ s c h e Variometer so abandert,
dass nicht die Horizontalcomponente, sondern die gesammte
Intensitat des Erdmagnetismus beobachtet wird. Dazu ist
zunachst erforderlich, dass die Compassnadel, deren Ablenkung beobachtet wird, aus ihrer horizontalen Stellung in
die Richtung der Inclination gebracht werde. Ferner muss
der Magnet so angebracht werden, dass er die Nadel in die
verkehrte Stellung mit dem Nordpol nach oben und nach
Suden abzulenken vermag.
Die letztere Forderung kann auf mehrfache Weise erfullt werden , am vollkommensten wohl ebenso, wie es bei
dem grijsseren Horizontalvariometer von K o h l r a u s c h ’)
geschehen ist, durch vier Magnete, welche symmetrisch urn
die Nadel angeordnet sind. Weit einfacher aber bleibt es
auch jetzt, nur einen Magnet zu benutzen, welcher neben
dl:r Nadel, etwa ostlich oder westlich von ihr in der Rich1) K o h l r a u s c h , Wied. Ann. 15. p. 545. 1882; 19. p. 130. 1883.
Gebi~gsmagnetometer.
49 1
tung der Inclination so aufgestellt wird, dass die Nadel in
die entgegengesetzte Stellung abgelenkt wird. Diese Einrichtung des Instrumentes kommt einfach darauf hinaus, dass
das K o h l r a u s c h ’ s c h e Variometer aus seiner aufrechten
Stellung in eine horizontale Lage umgelegt wird.
Mit dem so abgeanderten Apparat kann man ebenso
verfahren , wie mit dem KohIritusch’schen Instrument.
Man dreht den Magnet um einen gewissen Winkel und beobachtet die darauf eintretende Ablenkung der Nadel. Die
Grosse dieser Ablenkung liefert wiederum ein Maass fiir die
Starke des Erdmagnetismus an dem Beobachtungsorte; es
handelt sich aber jetzt nicht mehr allein um die horizontal
gerichtete Componente, sondern um die ganze Intensitiit der
erdmagnetischen Kraft.
Der hierauf beruhende Vortheil, welchen das neue Instrument fur die Priifung der Berge auf ihren Magnetismus
bringen soll, erscheint in einem noch giinstigeren Lichte,
wenn die Erfahrungen, welche ich bisher iiber Gebirgsmagnetismus gemacht habe , sich allgemein bestatigen. Durch
Beobachtungen, welche ich auf der Spitze und am Fusse
eines Berges anstellte, erkannte ich , dass die magnetische
Richtkraft in der Regel auf dem Gipfel des Berges starker
ist, als unten an seinem Fusse. Ich fand ferner an Orten,
unter welchen sich magnetisches Gestein im Boden findet,
eine merkliche Verstarkung der erdmagnetischen Horizontalkraft. Durch diese Erfahrungen gelangte ich zu der schon
von J. L o c k e l ) und M. M e l l o c i 2 ) ausgesprochenen Ansicht, dass die magnetischen Axen der eisenhaltigen Gesteine
vorwiegend nach der Richtung, welche die Inclinationsnadel
anzeigt, gelagert seien; und zwar sollen sich, wie bei der
Inclinationsnadel, in nordlichen Breiten die Sordpole der
Felsmassen unten, die Siidpole oben befinden.
Wenn diese Ansicht richtig ist, so werden die Felsmassen
der Berge, da sie nach der Richtung der Inclination magnetisirt sind, auf eine fiber ihnen befindliche Magnetnadel so
1) J. L o c k e , Smithsonian contrib. to knowledge. 8. p. 1. 1851;
Sill. Amer. journ. 43. p. 101. 1844.
2) M. M e l l o n i , Mem. dell’dcnd. di Napoli. 1. p. 121. 1852-54. Napoli
1856; I’ngg. Ann. 106. p. 106. 1859: Compt. rend. 37. p.229. 966. 1853.
0. E. Meyer.
492
wirken, dass in der Richtung der Inclination oder wenigstens in einer nahezu mit ihr zusammenfallenden Richtung
die starkste Kraft ausgeubt wird. Dann aber wird die Inclinationsnadel ein empfindliches Hiilfsmittel sein miissen,
urn eine vom Gesteinsmagnetismus herriihrende ortliche Storung des Erdmagnetismus aufzufinden.
2.
Appar a t u n d Beobachtungsverfahren.
Genauer erkennt man die Einrichtung des Ton Hm.
Universitatsmechanikus W. S i e d e n t o p f in Wiirzburg ausgefiihrten Instruments aus den Zeichnungen Fig. 1 und 2. Die
erstere gibt eine Ansicht des Instruments, wie es von seiner
Fig. 1.
nordwestlichen Seite aus gesehen wird, wenn die Inclinationsnadel in ihrem Gehiiuse nach Osten zu gekehrt ist, wahrend
der Magnet sich westlich von ihr in der Richtung der Inclination befindet. Die andere Zeichnung stellt einen verticalen Querschnitt des Apparats dar. Beide Zeichnungen
sind in 2 bis 3fach verkleinerter Grosse ausgefiihrt.
493
Gebirgsmagnetometer.
Auf dem Dreifuss A steht die in ihm drehbare Saule
B , auf welcher der horizontale Trager C ruht. An den1
einen Ende dieses Triigers ist die Dose D befestigt, in welcher die Magnetnadel E, Fig. 2, so angebracht ist, dass sie
sich in einer verticalen Ebene vor dem Theilkreise T frei
drehen kann. E'erner enthalten die beiden Enden des Tragers Cr zwei Lager, in welchen die cylindrische Axe I; ruht;
in den Lagern kann die Axe durch die vier Schrauben G,
Fig. 1, festgeklemmt und vermittelst einer aufgesetzten Libelle
Fig. 2.
U
H horizontal gerichtet werden. Auf der Axe F wird durch
eine Schraube J, Fig. 2 , die Scheibe K festgehalten; auf
einem mit der letzteren verbundenen Messingkegel kann aber
vermittelst zweier Handgriffe, von denen nur einer, L in
Fig. 1, sichtbar ist, die Scheibe M um die Axe F gedreht
werden. Diese Scheibe M , an welche der Magnet N S an-
494
0. E. X e y e r .
geschraubt ist, tragt an ihrem Rande eine Trommeltheilung,
wahrend die feste Scheibe K mit vier Indices versehen ist.
An 211 befindet sich ein fester Anschlag 0, an K zwei
verstellbare P. Beide Bcheiben M und K werden durch
die Schraubenmutter Q und einen untergelegten federnden
Ring gegen einander gedriickt. D e r Magnet ist, wie bei dem
I(ohlrausch’schen Instrument , in der Mitte durchbohrt
und zum Ersatze dafiir seitlich verstarkt. Er ist nach der
Vorschrift von S t r o u h a l und B a r u s l ) lange Zeit in Wasserdampf erhitzt worden, um ihn gegen Verlust seiner magnetischen Kraft miiglichst zu sichern.
Das Verfahren heim Gebrauch des Instruments ist ahnlich, .wenn auch nicht ganz so einfach, wie bei dem K o h l r a u sch’schen Variometer. Man stellt zuerst mittelst der
drei Fussschrauben die Axe E, auf welche die Libelle H gesetzt wird, horizontal und richtet , indem man den Apparat
mit der im Fussgestell A drehbaren Saule B im Kreise herumfiihrt, auch die Saule B vertical. Darauf wird die Mutter Q,
der Magnet N S und mit ihm der Theilkreis M abgenommen.
Nun wird das Instrument in ublicher Weise zur Messung der Inclination verwandt. Man sucht, indem man es
um die Axe B dreht, diejenige Stellung oder besser die beiden Stellungen, bei welchen die Nadel E senkrecht steht.
Diese Stellungen werden an dem Theilkreise, welcher am
unteren Ende der Saule B angebracht ist, mittelst eines auf
dem Fusse A befestigten Index abgelesen. Zwischen beiden,
90° von jeder Ablesung entfernt, finclet man die beiden Stellungen deu Instrumentes, bei welchen die Nadel E im Meridian schwingt, einmal westlich, das andere ma1 ostlich von
der Saule B. Wahrend man durch Festziehen der Klemmschraube R das Instrument in einer dieser Stellungen erhalt, liest man an den Enden der Nadel E den Inclinationswinkel auf dem Theilkreise T (Fig. 2) ab.
Bei den1 von mir benutzten Instrumente ist die NadeI
E mit einer sehr feinea stahlernen Axe versehen ; die Enden
dieser Axe ruhen auf ebenen Carneolplatten, sodass die Nadel bei ihren Schwingungen auf den schmalen Flachen der
1) S t r o u h a l u. B a r u s , Wied. Ann. 20. p. 683. 1883.
Geb it :g smag neto in eter
.
405
Carneole rollt. Diese Einrichtung, durch welche eine sehr
leichte Beweglichkeit gesichert ist, bedingt die Nothwendigkeit einer Vorrichtung U (Fig. l), mit welcher man die Nadel El wenn das Gehause D durch den Glasdeckel V geschlossen ist, festhalten und wieder in Schwingung versetzen kann. Mittelst einer excentrischen Scheibe in U
werden zwei M essingleistchen, welche der Einfachheit wegen
in der Zeichnung fortgelassen sind, zwischen den Tragern
der Nadel so gehoben und wieder gesenkt, dass sie die stahlerne Axe fassen und von den Lagern abheben oder aber
wieder auf legen konnen.
Eine einfachere Einrichtung, welche weit billiger herzustellen ist, hat Hr. S i e d e n t o p f an einem zweiten Exemplare, welches bei der Naturforscherversammlung ,in Heidelberg ausgestellt war, zur Ausfiihrung gebracht. Hier bewegt
sich die Nadel auf Spitzen zwischen Hiitchen aus Carneol.
Eine Vorrichtung zum Festhslten und Abheben der Nadel
fehlt; doch kann die Nadel, wenn man das vordere Hutchen
herausschraubt, aus der Dose genommen werden.
Trotz der grosseren Einfachheit dieser Einrichtung ziehe
ich die zuerst beschriebene vor. Da die magnetische Axe der
Nadel nicht genau mit ihrer geometrischen Mittellinie zusammenfallt, so ist bei jeder Messung nothig, die Nadel
herauszunehmen und sie umgekehrt, unter Vertauschung der
Axenenden auf iliren Lagern wieder einzulegen. Dieses
liisst sich weniger leicht ausfuhren, wenn die Axen lnit
Spitzen in Hutchen stecken, als wenn sie einfach auf Lagern
aufliegen; auch kann, da die Schraube des vorderen Hutchens gelost und wieder angezogen werden musa, ein Zweifel
daruber entstehen, ob die Spitzen nach dem Umlegen wieder
in g e n w dieselben Punkte eingesetzt worden sind. I c h halte
darum die andere Anordnung fur besser.
Ein anderer storender Fehler , welcher nicht bei dexu
K o h l r a u s c h ’ s c h e n Variometer, wohl aber bei der Inclinationsnadel des neuen Instruments in Betracht zu ziehen ist,
entsteht daraus, dass der Schwerpunkt der Nadel nicht genau in die Drehungsaxe fallt. Dieser Fehler kann nur dadurch erkannt und beseitigt werden, dass man die Nadel umgekelirt magnetisirt. Das braucht freilich nicht bei jeder
496
0.E. Ilfeyer.
einzelnen Messung zu geschehen; aber es ist doch wichtig,
dass die neue Magoetisirung recht schnell bewerkstelligt
werde, und dass dabei der Magnetismus in moglichst gleichmassiger Symmetrie in der Nadel vertheiit sei. Das ist
durch Streichen der Nadel mit einem oder auch mit zwei
Stahlmagneten schwer zu erreichen. Es gibt aber ein sehr
vie1 einfacheres Verfahren, welches dann mit Vortheil anzuwenden ist, wenn die Nadel, wie es Hr. S i e d e n t o p f in
neuerer Zeit auch bei den K o h l r a u s c h ’ s c h e n Variometern
einzurichten pflegt, beiderseits in lange schmale Spitzen auslauft. Derartige Nadeln magnetisirt man sehr einfach niit
einem kleinen Hufeisenmagnet dadurch, dass man sie gewissermaassen als Anker an die Pole des Magnets legt; dreht
man dann die Nadel ein paar ma1 urn ihre eigne Axe herum,
so hat man in ihr eine magnetische Vertheilung von recht
vollkommener Symmetrie erregt, sodass die magnetische Axe
fast genau mit der geometriscben zusammenfallt. Die erwahnten
Uebelstande machen sich dann weit weniger storend gelten,
als wenn man die Nadel durch Streichen magnetisirt hatte.
Nachdem man unter Beachtung dieser Vorsichtsmaassregeln die Inclination gemessen hat, steckt man den Magnet
N S wieder auf die horizontale Axe auf, und zwar so, dass
der Nullpunkt der auf dem Kreise M befindlichen Theilung
mit einem Index auf der f d e n Kreisscheibe K zusammentrifft. Die letztere musa durch die fest angezogene Schraube J
in einem eweckmassig gewahlten Abstande von der Nadel,
w elcher bei allen Messungen unverandert zu erhalten ist, auf
der Axe festgestellt sein. Nun lost man die vier Schrauben
G und dreht die Axe F rnit dem Magnet so weit, bis die
Nadel ihre umgekehrte Stellung erreicht hat, in welcher sie
wieder die Inclinationsrichtung anzeigt, jedoch mit dem Siidpol nach unten und nach Norden, rnit dem Bordpol nach
oben und nach Siiden gewandt.
Um diese Emstellung genau und schnell erreichen zu
kijnnen, ist das in die Buchse D hineinreichende Ende der
Axe F mit einem gebogenen Arme W versehen; dieser tragt
einen zu der Theilung auf dem Kreise T passenden Nonius,
sodass man auf derselben Theilung gleichzeitig die Stellung
der Nadel und des Magnets ablesen kann.
497
Gebirgsmaynetometer.
1st auf diese Weise die richtige Stellung des Magnets
gefunden, so klemmt man die Axe E’ durch die Schrauben
G fest, urn darauf die Ablenkungsbeobachtungen in genau
derselben Weise, wie es Hr. K o h l r a u s c h vorgeschrieben
hat, auszufiihren. Der Magnet wird nach rechts und nach
links urn einen Winkel, welchen man auf dem Kreise il.1 ablesen kann, auf der Axe F gedreht. Die Grijsse dieses Winkels wahlt man so, dass an einem Orte, an welchem die erdmagnetische Kraft normale Starke besitzt, die infolge der
Drehung eintretende Ablenkung der Nadel nahezu 900 betragt. Dann wird man die Orte, a n welchen der Erdmagnetismus eine grossere Starke besitzt, daran erkennen, dass die
Ablenkung bei derselben Drehung des Magnets grosser als
90° ist, und umgekehrt die Orte geringerer Intensitat an der
geringeren Ablenkung.
Urn die Gleichheit der Drehung bei allen Beobachtungen
zu sichern, ist, wie bei dem K o h l r a u s c h ’schen Instrument,
die f a t e Scheibe K mit zwei Klemmen P versehen, an welche
man den an der beweglichen Scheibe M angebrachten Vorsprung 0 allemal anschlagen lasst.
Diese Messsungen werden, wenn man eine moglichst
grosse Genauigkeit erzielen will, mehrfach ausgefiihrt; man
stellt das Instrument einmal so, dass der Magnet sich auf
der Westseite befindet, wahrend die Nadel mit ihrer Kreistheilung nach Osten gewandt ist; das andere ma1 dreht man
das Instrument urn seine lothrechte Axe um 180°, sodass
die Nadel westlich, der Magnet ostlich von ihr steht. Ausserdem legt man die Nadel in ihren Lagern jedesmal um und
wiederholt die Messung bei umgekehrter Lage. Man kann
ferner die Nadel noch umgekehrt magnetisiren und darauE
alle Ablesungen nochmals wiederholen. Meistens wird aber
eine so weit gehende Vorsicht und Genauigkeit nicht erforderlich sein.
3. T h e o r i e .
Zur Berechnung der Beobachtungen dienen dieselben
Formeln wie bei dem K o h lr a u s c h’schen Variometer. Freilich sind diese Formeln von Hrn. K o h l r a u s c h l) ent Nickelt
1) F. Kohlrausch, Wied. Ann. 29. p. 45. 1886.
Ann. d. Phys. u. Chem. N. F. XL
32
498
0.E. Meyer.
worden , jedoch unter der stillschweigend eingefuhrten Toraussetzung, dass die Nadel sich in einem Magnetfelde von
gleichmassiger Starke bewege. Nun kann ea zweifelhaft sein.
ob diese Annahme bei dem neuen Instrument zulassig bleibt.
Denn der Magnet, welcher bei dem K o h l r ausch’schen
Variometer nur die horizontale Componente der erdmagnetischen Richtkraft zu iiberwinden hat, muss bei dem neuen
A p p r a t die ganze Wirkung des Erdmagnetismus aufzuheben
im Stande sein. Er ist deshalb nicht unbetrachtlich langer.
als bei dem K o h l r a u s c h ’ s c h e n Variometer, sodass seine
Lange nicht mehr gegen die Entfernung der beiden Magnete
von einander klein genug ist, um ihr Quadrat gegen das der
Entfernung zu vernachlassigen. Aus diesem Grunde muss
ich hier auf die Herleitung der Formeln nochinals eingehen.
Wenn der Magnet durch seine ganze Masse gleichffirmig
magnetisirt ist, und zwar so, dass die Richtung der magnetischen Axe iiberall mit der Langsaxe des Magnets znsanimenfillt, so ist die Wirkung des Magnets dieselbe, wie sie
von den beiden Endflachen ausgeiibt werden wiirde, wenn die
cine nur nijrdlichen, die andere nur siidlichen Magnetismus enthielte. Ebenso kann der Magnetismus der Nadel durch zwei
rnagnetische Pole an den Endcn der Nadel ersetzt werden.
Indem wir die Dicke der Nadel und des Magnets als sehr
klein ansehen, durfen wir deshalb die Kraft, welche der
Magnet auf die Nadel ausiiltt, so berechnen, als ob mir es
mit der Wirkung von zwei Paaren punktformiger Pole auf
einander zu thun hatten.
Zum Anfangspunkt rechtwinkliger Coordinaten wahle ich
die Mitte der Magnetnadel. Die Coordinate x habe die
Richtung der Inclination und werde nach unten und nacli
Norden positiv gereclinet ; die Coordinate y liege horizontal,
ihre positive Seite sei nach Westen gerichtet; die dritte
Coordinate z stehe senkrecht gegen die beiden andern,
sodass ihre positive Seite nach oben und nach Norden
gerichtet ist. Der Magnet stehe in der Entfernung b
westlich von der Nadel, dann sind die Coordinateri seines
Mittelpunktes 0, b, 0. Die Beobachtung beginnt damit, die
Stellung aufmsuchen , bei welcher der Magnet die Richtung
Gebirgsnaognetometer.
499
der lnclination erlangt, wahrend die Nadel in die entgegengesetzte Stellung gebracht wird. 1st die halbe Lange des
Magnets a, wahrend u die halbe LBnge der Nadel bedeutet,
so sind die anfanglichen Coordinaten:
m des Magnets
a, b , 0 ,
des Nordpols
7,
Sudpols -m
,, 9,
-a, b, 0 ,
$7
Nordpols p der Nadel
--a, 0, 0,
9,
Siidpols - p v
v
u, 0, 0.
Wird nun der Magnet urn den Winkel 'p in der Richtung von der x- zur t - A x e gedreht, so werden die Coordinaten seines Nordpols:
x = a cos q , y = 6 , z = n sin F,
wahrend fur den Sudpol das negative Zeichen von a zu setzen
ist. Zugleicli dreht sich die Nadel in gleicher Riclitung urn
einen Winkel w , sodass die Coordinaten ihres Siidpols:
{=ucosw,
q=0,
<=usino,
werden; von diesen unterscheiden sich die Coordinaten ihres
Nordpols durch dss entgegengesetzte Vorzeichen von a.
Die Aneiehung, welche der Nordpol m auf den Sudpol
- p ausubt, ist bei zmeckmassiger W a h l der Einheiten durch
das Product m p E-2 gegeben, wenn E die Entfernung beider Pole von einander bedeutet, wenn also:
E2 = (2- - ()*
+ (y - //y+ (z
- <)2
= U 2 + ~ 2 + f ~ 2 - 2 o L C ( ' O S ( ~ - ~ )
ist. Die Componentcn dieser anzielienden Rraft sind:
x=
171ff
(x - E)E-3,
z = m p ( z - g E -3 ,
soweit sie fur unseren Zweck in Betracht kommen, und ihr
Drehungsmoment um die zur Meridianebene senkrechte Axe
y hat den W e r t h :
Zlj - X c = m ,p (2 - x 5)
wenn wir die Drehungsriclitung von der x- zur z-Axe als die
cles wachsenden Winkels w positiv nennen. Auf denselben
Sudpol - p wirkt der Siidpol - m des Magnets mit einer
Kraft, deren Drehungsmoment wir erhalten, wenn wir in der
vorstehenden Formel a n die Stelle von m und a die nega32'
500
0.3.Meyer.
-
tiven Werthe - 711 und
u setzen. Das Drehungsmoment
aber, welches der Erdmagnetismus auf den Sudpol - p der
Nadel ausiibt, ist M p c , wenn M die in der Richtung der
Inclination wirkende Gesammtstarke der erdmagnetischen
Kraft ist. Auf den Nordpol p der Nadel wirken gleiche,
aber entgegengesetzt gerichtete Krafte. Die Nadel befindet
sich demnach im Gleichgewicht, wenn:
ist, wo das Summenzeiclien 2' andeutet, dass in den Ausdruck einmal die Werthe m und a , das andere ma1 - m und
-a einzufuhren sind.
Unter der Voraussetzung, dass die Entfernung 6 grosser
ist als die halben Langen a und u der Magnete, also auch
grosser als x, z, t und <, gilt die Entwickelung:
E-3 = b-3 - 9 ((2- ty + (2 - c-2) b-6
+....
Dadurch wird die Bedingung fur das Gleichgewicht:
falls die Glieder hoherer Ordnung vernachlassigt werden
durfen. Bei der Ausfiihrung der Snmmen verschwinden alle
Glieder, welche gerade Potenzen von a, also auch van x und
z enthalten; und wir erhalten:
oder; wenn wir das magnetische Moment des Magnets:
2 1na = 2 m a = m
und die Werthe der Coordinaten einfuhren:
o = M sin w m 6-3 (1 - (az+ cc2) h-2) sin (cp - w);
wird schliesslich zur Abkiirzung die Constante:
+
mb-3
(1 - $ (a2 + d)
b-2) =
c
gesetzt, so ist der Erdmagnetismus M bestimmt durch die
Formel:
&r=
cs'nb-d.
sin GJ
Wahlt man nun den bei allen Beobachtungen gleichen
Drehungswinkel y des Magnets so, dass an dem Orte, mit
Gebirgs,nagltietomft~~.
501
welchem die anderen Beobachtungsstellen verglichen werden
sollen, der Ablenkungswinkel w = 90° wird, so ist hier:
M= CCOS~~.
An einem anderen Orte, wo man w = 90° + d’ beobachtet,
ist der Erdmagnetismus. M‘ durch die Formel:
bestimmt. Der Unterschied der Werthe an beiden Beobachtungsorten ist also nach der Formel:
aus den beiden Winkeln y und B zu berechnen.
Die Formel geht fur unendlich kleine Werthe von S in
die von K o h l r a u s c h angegebene uber. Sie darf angewandt
werden, so lange als die vierten Potenzen von a und CL, d. h.
der halben Langen der Magnete gegen die vierte Potenz
ihres gegenseitigen Abstandes b zu vernachlassigen sind.
4. B e o b a c h t u n g e n .
Z u r Priifung des Instrumentes habe ich mit ihm einige
Beobachtungen an Orten angestellt, an welchen ich fruher
mittelst anderer Apparttte, theils mit dem K o h 1 r a u s c h ’ schen Variometer, theils mit einem Bam h e r g’schen magnetischen Theodolit, magnetische Storungen aufgefunden hatte.
Bei meinem Apparate ist die Lange des Magnets 2 a
= 135 mm, die der Nadel 2cc E 74 mm, die Entfernung beider voneinander b = 165 mm; also ist das Verhaltniss von
a : 6 = 0,41 und die vierte Potenz, welche in der vorausgegangenen Rechnung vernachlassigt wurde, a4:b4 = 0,028.
Demnach wird es kaum einem Zweifel unterliegen konnen,
dass mit dem Instrumente eine Genauigkeit der Messung
erreicht werden kann, welche zu Beobachtungen uber Bergmagnetismus vollig ausreicht.
U m die Fehler zu vermeiden, welche aus einem Wechsel
der Temperatur entstehen konnen, wurde eine Messung i n
einem durch Luftheizung erwarmten Zimmer angestellt und
unmittelbar darauf bei geoffneten Fenstern dieselbe wiederholt. Der Drehungswinkel q j betrug 29O. Bei einer Tem-
502
0.E. Meyer.
peratur von 20,65O C. wurde w = 91,0° gefunden, bei 8,85O C.
w = 90,6O. Eine Temperaturanderung von 11,8O verursacht
demnach eine Veriinderung dor Ablenkung von nur 0,4O,
sodass einer Erhohung der Temperatur um loC. eine Zunahme der Ablenkung um 0,034O entspricht.
I n dem mit eisernen Saulen und Tragern reichlich ausgestatteten Gebaude der Breslauer Universitat, in welchem
das physikalische Cabinet untergebracht ist, waren schon
friiher bedeutende Storungen gefunden worden. Ich habe
jetzt mit dem neuen Apparate beobachtet, dass in dem auf
dem Dache befindlichen Observatorium die Gesammtintensitat
um 2,24 Proc. grosser ist als in einem Zimmer des ersten
Stockwerkes. Dazu fand ich die Inclination im Observatorium 65,65O, im ersten Stockwerk 67,3O, also in dem oberen
Raume um etwa 1 O 4 0 kleiner, a19 im unteren. Dsraus folgt,
dass die Horizontalintensitat starker als die gesammte Intensitat vom unteren bis zum oberen Raume im Gebaude zitnehmen muss, und zwar, wie sich durch eine einfache Rechnung aus den Zahlenwerthen der Inclination ergibt , um
2,61 Proc. mehr. Die Horizontalcomponente im Observatorium muss also im Ganzen urn 2,24 2,61= 4,85 Proc. grosser
sein, als im ersten Stockwerk. Das stimmt vollst'andig mit
den Erfahrungen iiberein, welche ich fruher mit dem K 0 h l T a u s ch'schen Variometer gemacht habe 1); nach diesen war
der Werth im Observatorium um rund 5 Proc. grosser. Die
neuen Messungen zeigen, dass diese starke VerSnderung n u r
zur Halfte auf einer Zunahme der magnetischen Kraft beruht, wahrend die andere Halfte durch eine Aenderung ihrer
Richtung zu erklaren ist.
Ferner besuchte ich in der Umgegend von Olbersdorf
bei Reichenbach in Schlesien die friiheren Beobachtungsplatze auch mit dem neuen Apparate. I n folgender Zusammenstellung sind neben den jetzt gemessenen Werthen der
Inclination die gleichzeitig abgelesenen und auf 1l0C. migerechneten Werthe von 6 und die aus den letzteren und
aus rp = 29O berechneten Verhaltnisszahlen fur die Oesammtintensitat PI angegeben. Zu diesen Angaben habe ich auch
+
1) 0. E. Meyer, Jahresber. der schles. Ges. 1888. p. 57 u. 58.
503
Gebirysmagnetometer,
die friiher schoii mitgetheilten l) Beohachtungen der Inclination und der Horizontalintensitat, welche ich 1885 mit einem
B a m b e r g'schen Reiseapparat angestellt habe , hinzugefugt;
die Werthe der Horizontalintensitat H sind auf das ubliche
absolute Maasssystem bezogen.
i
.
.
... ..
.
.
Observatorium in Breslau
. .
Parkinsel in Olbersdorf
Spittelberg bei Olbersdorf
. .
Steinbruch bei der Tartarenschanze
S
0,5
66,O
65,s -1,2
0,s
65,3
66,9
10,6
X
i
H
1,000
0,984
1,003
1,099
-
0,195
0,192
0,193
0,197
65,2
65,3
68,2
Der stark magnetische Serpentin, welchen der Steinbruch
liefert, verursacht eine bedeutende Vermehrung des Erdmagnetismus, welche sich aus den Messungen mit dem neuen
Apparate ungleich deutlicher erkennen Iasst, als aus den
fruheren Messungen der Horizontalcomponente. D e r Grund
dafur, dass die Gesammtintensitat sich in starkerem Maasse
andert, als die horizontale Componente, liegt darin, dass das
magnetische Gestein auch die Inclination vermehrt. Die
mangelhafte Uebereinstimmung der 1855 und 1889 beim Steinbruch gemessenen Werthe der Inclination ist wohl daraus
zu erklaren, dass inzwischen dort Steine gebrochen worden
sind, wodurch ich genothigt wurde, einen etwas hoheren
Standort zu wahlen.
Auch auf und an dem Zobtenberge habe ich mit dem neuen
Apparate beobachtet. I n folgenden Zahlenreihen sind wiederum die neuen Messungen mit den alteren, welche ich
1858 mit dem K o h l r a u s c h ' s c h e n Variometer ausgefuhrt
hatte, znsammengestellt.
. .
. .
Oestlich bei Bankmitz . .
Siidlich beim Forsthaus
Auf der Spitze des Berges
Nordlich beim Schlosse Gorkau
77
bei Rosalienthal .
,,
,, Strobe1 .
.. .
.
. . .
65,9 -0,08
-O,OSo/o
66,O -1,36 -1,32
65,9
0,48
0,47
66,O
0,75
0,72
66,O
0,71
0,69
65,9
0,83
0,81
0,38 +0,44°/0
-1,OO
-1,18
1,20
1,41
2,05
1,75
1,12
1,32
1) 0. E. M e y e r , 66. Jahresber. d. schl. Ges. 1888. p. 50; Rliincheiier
Sitzungsber. 19. p. 169. 1889.
504
0. E. Me-yer. Gebirysmagnetometer.
Die erste Reihe enthalt die gemessenen Werthe der Inclination, welche keine wesentliche Veranderung mit dem
Orte erkennen lassen. Die zweite gibt die Ablesungen am
Bergmagnetometer und die dritte die daraus hergeleiteten
Aenderungen der Gesammtintensitat in Procenten an. I n
den beiden letzten Reihen sind die entsprechenden Grossen,
welche ich 1888 mit dem K o h l r a u s c h ' s c h e n Variometer
beobachtet habe, hinzugefiigt, zuerst die unmittelbar aus der
Ablesung hergeleitete Abweichung des Ablenkungswinkels
von 90°, dann zuletzt die Srtlichen Veranderungen der Horizontalcomponente in Procenten.
Die mit beiden Instrumenten angestellten Beobachtungsreihen lehren in gleicher Weise, dass die erdmagnetischen
Krafte uber dem Sstlich und siidlich vom Berge liegenden
Serpentingestein sehwacher wirken , als uber dem Gabbrogestein der Bergspitze, und dass ihre Starke noeh mehr iiber
dem nordlich abgelagerten Granit zunimmt. Die Brauchbarkeit des neuen lnstrumentes zur Untersuchung von Bergmassen auf ihren Magnetismus wird damit genugend bewiesen sein.
B r e s l a u , im April 1890.
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